JP2002515559A - Method and apparatus for determining a drilling strategy for a front-end loader - Google Patents
Method and apparatus for determining a drilling strategy for a front-end loaderInfo
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Abstract
(57)【要約】 掘削物をバケット（３２）に載せて、その掘削物を積込容器（５４，８２）に降ろすなど、フロントエンドローダ（３０）を用いる地ならし作業向けの計画装置と方法を、この作業を計画するマルチレベル処理を含めて開示する。これらの処理レベルの１つは、熟練オペレータが指定した現場と発見的方法の形態を用い、掘削物を除去すべき最適エリアを見つけ出す粗レベルのプランナ（６０）である。次のレベル（６２）では、このエリアを調べて正確な開始位置（ｐ１，ｐ２，．．．，ｐｉ．．．）を探す。この作業は、堆積物から突出した物の最大量（Ｃ）、バケットの最小サイドローディング（ＳＬ）および積込容器からの最小距離（Ｌ）を含むファクタの最適な組合せを用い、その現場の候補掘削の結果から選択することで達成される。 (57) [Summary] A planning device and method for a leveling operation using a front-end loader (30), such as placing an excavated material on a bucket (32) and lowering the excavated material into a loading container (54, 82), is described. , Including multi-level processing to plan this work. One of these processing levels is a coarse level planner (60) that uses the form of a site and heuristics specified by a skilled operator to find the optimal area to remove excavation. In the next level (62), this area is examined to find the correct start position (p1, p2, ..., pi ...). This operation uses an optimal combination of factors including the maximum amount of material protruding from the sediment (C), the minimum side loading of the bucket (SL), and the minimum distance (L) from the loading bin, and is a candidate for the site. Achieved by selecting from drilling results.
Description
【０００１】 本発明は、一般に、地ならし機により掘削作業を実行する戦略を計画する装置
と方法、さらに具体的には、一連の候補掘削の結果を評価することで、フロント
エンドローダに最適な掘削戦略を決定する装置と方法に関する。[0001] The present invention generally relates to an apparatus and method for planning a strategy for performing a digging operation with a leveler, and more specifically, to evaluate the result of a series of candidate digging to optimize the digging for a front end loader. An apparatus and method for determining a strategy.
【０００２】 掘削機、バックホウ、フロントシャベルなどの機械は、地ならし作業に使用さ
れる。これらの地ならし機は、主として作業バケット・リンク機構から成る作業
器具を備えている。作業バケット・リンク機構は、少なくとも１つの油圧シリン
ダにより制御可能に駆動される。一般にオペレータは、この作業器具を操縦し、
バケットに載せる一連の種々の機能を実行する。[0002] Machines such as excavators, backhoes, front shovels and the like are used for leveling operations. These earthmovers are equipped with work implements consisting mainly of work bucket linkages. The work bucket link mechanism is controllably driven by at least one hydraulic cylinder. Generally, the operator controls the work implement,
Perform a series of various functions to be placed on the bucket.
【０００３】 代表的なフロントエンドローダの作業サイクルでは、オペレータは、最初にこ
のバケット・リンク機構を堆積物に位置付け、バケットが地面に近付く迄バケッ
トを下方に下げる。次にオペレータは、堆積物の中からバケットを上げ、バケッ
トを一杯にし、このバケットを伸縮または傾斜させてもとに戻し、掘削物を捕え
る。オペレータは、堆積物からフロントエンドローダを後退させ、積込容器に向
かう。最後にオペレータは、捕捉した積荷を積込容器に降ろし、フロントエンド
ローダを操縦して堆積物の所に戻り、再びこの作業サイクルを開始する。[0003] In a typical front end loader work cycle, an operator first positions the bucket linkage on the pile and lowers the bucket until the bucket approaches the ground. The operator then raises the bucket out of the pile, fills the bucket, retracts or tilts the bucket back, and catches the excavation. The operator retracts the front-end loader from the pile and heads to the loading bin. Finally, the operator unloads the captured load into the loading bin, steers the front end loader back to the pile, and starts the cycle again.
【０００４】 いくつかの理由で、フロントエンドローダ等の機械の作業サイクルを自動化す
る土木工業界の要求が高まっている。自動フロントエンドローダは、人間のオペ
レータとは異なり、環境条件や長引く作業時間にもかかわらず、一貫して高い生
産性を保つ。自動フロントエンドローダは、条件が人間にはふさわしくないか、
望ましくない用途に理想的である。さらに、自動フロントエンドローダを用いれ
ば、積込みがさらに正確に行われるため、オペレータの技量不足が補える。For several reasons, there is a growing need in the civil engineering industry to automate the work cycle of machines such as front end loaders. Automated front-end loaders, unlike human operators, maintain consistently high productivity despite environmental conditions and prolonged working hours. Automatic front-end loader is not suitable for human
Ideal for undesired applications. Furthermore, if an automatic front-end loader is used, loading can be performed more accurately, and the operator's skill shortage can be compensated.
【０００５】 自律的な積込み装置の主な構成要素、例えば堆積物から物を作業器具に載せる
機能、積込容器の位置と方位を認識する機能、作業器具から積込容器に掘削物を
積込む機能等が現在開発されつつある。これら機能のすべては、一般に信号を出
力し、この機械上のサーボアクチュエータを駆動するコンピュータ内の計画・制
御システム・ソフトウェアによって行われる。最適な積込み用の戦略を決定する
のに必要な計画処置が必要である。堆積物から物を除去する特定の位置と、掘削
開始点への作業器具の進入路は、積込みプロセスをできる限り効率的に行えるよ
うに決定しなければならない。[0005] Main components of the autonomous loading device, for example, a function of placing an object from a sediment on a work implement, a function of recognizing a position and an orientation of a load container, and loading an excavated work from a work implement into a load container. Features are currently being developed. All of these functions are typically performed by planning and control system software in a computer that outputs signals and drives servo actuators on the machine. The necessary planning actions are needed to determine the optimal loading strategy. The particular location for removing material from the sediment and the path of the work implement to the starting point of excavation must be determined so that the loading process can be as efficient as possible.
【０００６】 従来技術のシステムは、地ならし作業の特定の部分だけを自動化しようとして
おり、一般にこれらのシステムは、掘削が進むにつれて変化する土地で作業する
に適していない。これは、主として、作業現場に存在する事情のもとでの環境認
識が非常に難しい問題となるからである。最も高機能な地ならしシステムは、オ
ペレータにバケットを開始位置に置くように求めており、制御システムが、力フ
ィードバックおよび／または接点位置フィードバックを用い、バケットを一杯に
するプロセスを引受けることで、このタスクを達成する。例えば、１９９２年開
催の日本機械学会会議録の「ファジー論理制御による建設機械用の自動掘削コン
トローラの開発」（サメシマ、Ｍ．とトザワ、Ｓ．）を参照のこと。次の自律レ
ベルには、どこを掘るべきか自動的に選択するシステムがある。このようなシス
テムは、測距用のセンサを用いて土地の形態を測定する。例えば１９９２年東京
開催の第９回国際建設自動化・ロボティックス・シンポジウム報告の「掘削ロボ
ット用の計画レベルの制御方法に関する研究」（フェン、Ｐ．とヤン、Ｙ．とキ
ー、Ｚ．とサン、Ｓ．）、カーネギー・メロン大学ロボット工学研究所（ピッツ
バーグ、ペンシルバニア州１５２１３）の１９９５年１月博士論文の「ロボット
掘削用の戦術的計画の統合」（シング、Ｓ．）、１９９５年６月コロラド州ゴー
ルデン開催の国際鉱山機械化・自動化シンポジウム報告の「ＬＨＤ上の画像表示
システムを用いての岩の自律ショベリング」（タカハシ、Ｈ．、ダマタ、Ｈ．、
マスヤマ、Ｔ．、サラタ、Ｓ．）を参照のこと。土地の輪郭が与えられると、最
適な掘削、即ち時間とエネルギー等の他の基準を最小限に抑えながら、掘削量を
最大にする掘削法を計算する。最大の自律レベルには、長期間にわたり地ならし
機の操作を順番付ける提案されたシステムがある。しかしながら、これらのシス
テムは、掘削プロセス全体を自動化する手段を開示していない。[0006] Prior art systems attempt to automate only certain parts of the leveling operation, and generally these systems are not suitable for working on land that changes as excavation proceeds. This is mainly because it is a very difficult problem to recognize the environment under the circumstances existing at the work site. Most sophisticated earthmoving systems require the operator to place the bucket in a starting position, and the control system takes on this task by using force feedback and / or contact position feedback to undertake the process of filling the bucket. To achieve. See, for example, "Development of an Automatic Drilling Controller for Construction Machines Using Fuzzy Logic Control" (Sameshima, M. and Tozawa, S.), 1992 Conference of the Japan Society of Mechanical Engineers. At the next level of autonomy is a system that automatically selects where to dig. Such a system measures the form of the land using sensors for distance measurement. For example, in the report of the 9th International Construction Automation and Robotics Symposium held in Tokyo in 1992, "Research on Planning-Level Control Methods for Excavation Robots" (Fen, P. and Yang, Y. and Key, Z. and Sun. , S.), Carnegie Mellon University Robotics Laboratory (Pittsburgh, PA, 15213) January 1995 Doctoral Dissertation "Integration of Tactical Planning for Robot Drilling" (Sing, S.), June 1995. Report on the International Mining Mechanization and Automation Symposium held by Golden, Colorado, "Autonomous rock shoveling using an image display system on LHD" (Takahashi, H., Damata, H.,
Masyama, T.M. , Salata, S.M. )checking. Given the contours of the land, we calculate the optimal excavation, i.e. the excavation method that maximizes the excavation volume while minimizing other criteria such as time and energy. At the highest autonomous level is a proposed system for sequencing the operation of a leveler over a long period of time. However, these systems do not disclose any means for automating the entire drilling process.
【０００７】 よって、本発明は、上述の問題の１つまたは複数を解決することを対象とする
。Accordingly, the present invention is directed to overcoming one or more of the problems set forth above.
【０００８】 本発明の一実施例において、掘削物をバケットに載せ、その掘削物を積込容器
に降ろすなど、フロントエンドローダを用いる地ならし作業向けの装置と方法と
が、この作業を計画するマルチレベル処理を含め、開示されている。処理レベル
の１つは、熟練オペレータが指定した現場と発見的方法（ヒューリスチックス）
の形態を用いて、掘削物を除去すべき最適エリアを見つけ出す粗レベルのプラン
ナである。次のレベルでは、このエリアを調べて正確な開始位置を探す。この作
業は、堆積物から突出した物の最大量、バケットの最小サイドローディングおよ
び積込容器からの最小距離を含むファクタの最適な組合せを用いて、その現場の
候補掘削の結果の中から選択することで達成される。この候補掘削の結果につい
て評価される他の条件には、フロントエンドローダが、候補軌道で求められる転
向を行えるかどうか、また障害物が軌道の道筋にあるかどうかが含まれる。In one embodiment of the present invention, an apparatus and method for a leveling operation using a front end loader, such as placing an excavated object on a bucket and lowering the excavated object into a loading bin, comprises a It is disclosed, including level processing. One of the processing levels is on-site and heuristics specified by a skilled operator (Heuristics)
Is a coarse-level planner that finds the optimal area from which excavated material should be removed using the form (1). On the next level, look into this area for the exact starting position. This operation selects among the results of the candidate excavation at that site using an optimal combination of factors including the maximum amount of material protruding from the sediment, the minimum side loading of the bucket and the minimum distance from the loading bin. Is achieved by Other conditions that are evaluated for the results of this candidate excavation include whether the front-end loader can make the required turn in the candidate trajectory and whether the obstacle is on the path of the trajectory.
【０００９】 図１は、本発明が適用されるタイプのフロントエンドローダの一例として、バ
ケット３２を含む作業器具を備えたフロントエンドローダ３０の側面図を示す。
バケット３２は、リフトアーム・アセンブリ３４に連結されている。リフトアー
ム・アセンブリ３４は、機械フレームに取付けられた一対のリフトアーム枢軸ピ
ン３８（図には１つだけを示す）を中心とし、２つの油圧リフト・シリンダ３６
（その１つだけを図示）により駆動される。このバケットは、制御ロッド４０の
一端に枢着され、また制御ロッド４０の他端は、第１のブラケット４２に取着さ
れている。バケット３２は、第１のブラケット４２と第２のブラケット４６との
間に取着されたバケット傾斜シリンダ４４を伸張、収縮することで、傾斜または
伸縮させる。FIG. 1 shows a side view of a front end loader 30 having a work implement including a bucket 32 as an example of a front end loader of a type to which the present invention is applied.
Bucket 32 is connected to a lift arm assembly 34. The lift arm assembly 34 is centered on a pair of lift arm pivot pins 38 (only one is shown in the figure) mounted on the machine frame and includes two hydraulic lift cylinders 36.
(Only one of which is shown). The bucket is pivotally attached to one end of a control rod 40, and the other end of the control rod 40 is attached to a first bracket 42. The bucket 32 tilts or expands and contracts by extending and contracting a bucket tilting cylinder 44 attached between the first bracket 42 and the second bracket 46.
【００１０】 図２に示すとおり、フロントエンドローダ３０は、作業サイクルの進行中ずっ
と、作業現場５２に関する情報を提供するように位置付けられた１つまたは複数
のセンサシステム５０を装備する。センサシステム５０は、フロントエンドロー
ダ３０の移動とバケット３２の操作を計画する制御システム（図示せず）に、こ
の掘削環境の様々な領域に関する情報を提供する。この制御システムは、掘削物
をバケットに載せて、その掘削物を積込容器５４に降ろすなど、機械３０の作業
サイクルと関係のあるタスクを計画し、実行する情報を処理する。センサシステ
ム５０を２つ以上使用するときには、この制御システムは、センサ５０を個々に
動作させ、作業現場５２の個々の領域に関する情報を提供する。これにより、作
業サイクルの異なる部分を同時に計画し、実行できる。さらにセンサシステム５
０も制御して同一エリアに関する情報を提供することで、さらに高い分解能のデ
ータを用いてタスクを実行できるようにする。センサシステム５０は、個々に動
作しようと、協働的に動作しようと、フロントエンドローダ３０上か或いは作業
現場５２付近の場所に位置付けられて、これらのセンサが、この環境の所望の部
分を走査できるようにしている。センサシステム５０で収集されたデータをデー
タサーバ（図示せず）に送って処理し、周囲の土地の凹凸マップを作成する。こ
の土地マップは、その周囲エリアを調査して最適な掘削現場を得るときに、本掘
削プランナで使用できる。As shown in FIG. 2, the front end loader 30 is equipped with one or more sensor systems 50 positioned to provide information about the work site 52 throughout the work cycle. The sensor system 50 provides a control system (not shown) that plans movement of the front end loader 30 and operation of the bucket 32 with information regarding various areas of the excavation environment. The control system processes information related to planning and performing tasks related to the work cycle of the machine 30, such as placing excavates in buckets and dropping the excavates into loading bins 54. When more than one sensor system 50 is used, the control system activates the sensors 50 individually and provides information regarding individual areas of the work site 52. This allows different parts of the work cycle to be planned and executed simultaneously. Further sensor system 5
By controlling 0 to provide information about the same area, it is possible to execute a task using data with higher resolution. Whether operating individually or cooperatively, the sensor system 50 is positioned on the front end loader 30 or at a location near the work site 52 so that these sensors scan a desired portion of the environment. I can do it. The data collected by the sensor system 50 is sent to a data server (not shown) for processing, and an unevenness map of the surrounding land is created. This land map can be used by the main drilling planner when examining the surrounding area to obtain an optimal drilling site.
【００１１】 図３は、本発明に従う掘削プランナ５８の一実施例の構成要素のブロック線図
で示す。本掘削プランナ５８の構成要素は、粗プランナ６０、微細プランナ６２
、候補掘削の結果の評価装置６４、閉ループ・コントローラ６６を含む。粗プラ
ンナ６０は、掘削された物を降ろす積込容器５４または他の場所に関する情報を
含め、土地マップからの作業現場５２に関する、データサーバ（図示せず）に記
憶された情報を受取る。粗プランナ６０は、エッジ検出アルゴリズムを用い、堆
積物５６の境界を決定する。エッジが検出されると、粗プランナ６０は、積込容
器５４にもっとも近いエッジ点を探す。次にこの粗プランは、このもっとも近い
点から或る距離範囲内にあるその一組のエッジ点として定義される。この距離範
囲は、バケット３２の幅（例えば、１／２〜３のバケット幅、もしくは他の任意
の適切な寸法）で定められる値であってもよい。FIG. 3 shows a block diagram of components of one embodiment of a drilling planner 58 according to the present invention. The components of the main excavation planner 58 are a coarse planner 60, a fine planner 62
, A candidate excavation result evaluation device 64 and a closed loop controller 66. The coarse planner 60 receives information stored in a data server (not shown) regarding the work site 52 from the land map, including information regarding a loading bin 54 or other location for unloading excavated material. The coarse planner 60 determines the boundaries of the deposit 56 using an edge detection algorithm. When an edge is detected, the coarse planner 60 looks for an edge point closest to the loading container 54. The coarse plan is then defined as the set of edge points within a distance from the closest point. This distance range may be a value defined by the width of the bucket 32 (for example, a bucket width of 1/2 to 3 or any other appropriate dimension).
【００１２】 粗プランナ６０で行われる計算を簡単化するため、積込容器５４は、積込みが
始まる前に、所定の位置にすでに位置付けられていると仮定する。別法として、
積込容器５４は、掘削現場に対して相対的に位置付けられると仮定してもよく、
掘削プランナ５８はフロントエンドローダ３０に、掘削現場の任意の場所から掘
削物を除去するように指示できる。この場合複数の領域を画成し、この領域選択
の指令は、所望の形状を得ること等掘削物を除去する目的に基づく。[0012] To simplify the calculations performed by the coarse planner 60, it is assumed that the loading container 54 is already in place before loading begins. Alternatively,
The loading container 54 may be assumed to be positioned relative to the excavation site,
Drill planner 58 can instruct front end loader 30 to remove the excavated material from any location on the dig site. In this case, a plurality of areas are defined, and the command for selecting the area is based on the purpose of removing the excavated object such as obtaining a desired shape.
【００１３】 微細プランナ６２は、掘削物を効率的に除去するために一般に熟練オペレータ
が行う手法、すなわち発見的方法を用いることになる。微細プランナ６２の役割
は、フロントエンドローダ３０の開始位置と方位（姿勢）を決定することである
。閉ループ・コントローラ６６は、その後実際の掘削プロセスを通じて、フロン
トエンドローダ３０を制御する。図４は、２つの候補開始位置ｐ１、ｐ２と、堆
積物５６の表面とに対し、バケットの輪郭７０、７２の対応する方位の一例を示
している。開始候補姿勢の数を減らすために、いくつかの熟練発見的方法を、微
細プランナ６２に使用できる。このような発見的方法の１つは、ぼろぼろの岩に
よるタイヤの損傷を防ぐために、バケット３２を地面にぴったり付けた状態で掘
削を開始することである。こうすれば、バケット３２のために開始角度と高さを
決定する必要がなくなる。このような発見的方法の他のものは、フロントエンド
ローダ３０が、土または堆積物５６の表面に対しほぼ垂直な方向に掘削し始める
ようにすることである。これは、バケット３２のむらのある積込み防止に役立つ
ことから、むらのある積込みによりフロントエンドローダ３０の車輪がスリップ
する場合に起こるタイヤの損傷を予防できる。この発見的方法は、図４のバケッ
トの輪郭７０、７２で例示するとおり、掘削の初めにバケット３２の正面コーナ
が両方とも、同時に堆積物５６のすぐ近くにある開始位置を選ぶことで満たされ
る。この垂直式の発見的方法は、フロントエンドローダ３０が堆積物５６に近づ
く方向を決定するのに役立つ。The fine planner 62 generally uses a technique performed by a skilled operator, that is, a heuristic method, for efficiently removing excavated objects. The role of the fine planner 62 is to determine the start position and the azimuth (posture) of the front end loader 30. The closed loop controller 66 then controls the front end loader 30 through the actual excavation process. FIG. 4 shows an example of the corresponding orientation of the bucket contours 70, 72 with respect to the two candidate start positions p1, p2 and the surface of the deposit 56. Several skilled heuristics can be used for the fine planner 62 to reduce the number of starting candidate poses. One such heuristic is to start digging with the bucket 32 flush against the ground to prevent tire damage from tattered rocks. This eliminates the need to determine a starting angle and height for the bucket 32. Another such heuristic is to cause the front end loader 30 to begin digging in a direction substantially perpendicular to the surface of the soil or sediment 56. Since this helps prevent uneven loading of the bucket 32, it is possible to prevent tire damage caused when wheels of the front end loader 30 slip due to uneven loading. This heuristic is met by the fact that at the beginning of the excavation both frontal corners of the bucket 32 simultaneously select a starting position that is very close to the sediment 56, as illustrated by the bucket contours 70, 72 in FIG. . This vertical heuristic helps to determine the direction in which the front end loader 30 approaches the deposit 56.
【００１４】 最適な開始位置は、いくつかの開始候補位置ｐiに対して得られた結果を評価
することで求められる。好適な実施例では、最適な結果を得る開始位置を選択す
る手段を提供するため、３つの基準を定量化する。第１の基準は、図５に示すサ
イドローディング基準である。フロントエンドローダのバケット７４の輪郭が、
開始候補位置に示されており、この場合、バケット７４の両方のコーナが、堆積
物７６のエッジに接触している。図５に示すとおり、堆積物７６の輪郭は、バケ
ット７４の周界内では一様でなく、バケット７４の一方の小区分Ｖ１内の掘削物
の量が、他方の小区分Ｖ２内のものよりも少ない。候補開始位置に対し、サイド
ローディング（ＳＬ）の程度を定量化する公式は、以下の通りである。 ＳＬ＝１−｜Ｖ１−Ｖ２｜／Ｖ１＋Ｖ２ この公式に基づき、バケットへの掘削物の量がさらに均等に分配されると、ＳＬ
の値が大きくなる。それ故、１の数値に近いさらに大きなＳＬの値が望ましい。
Ｖ１とＶ２の値は、センサシステム５０で提供される範囲データを処理すること
で、決定される。[0014] The optimal start position is determined by evaluating the results obtained for several start candidate positions p i . In the preferred embodiment, three criteria are quantified to provide a means to select a starting position for optimal results. The first criterion is the side loading criterion shown in FIG. The contour of the bucket 74 of the front end loader is
It is shown in the starting candidate position, where both corners of the bucket 74 are in contact with the edge of the pile 76. As shown in FIG. 5, the contour of the sediment 76 is not uniform within the circumference of the bucket 74, and the amount of excavated material in one subsection V <b> 1 of the bucket 74 is smaller than that in the other subsection V <b> 2. Also less. The formula for quantifying the degree of side loading (SL) for the candidate start position is as follows: SL = 1− | V1−V2 | / V1 + V2 Based on this formula, if the amount of excavated material to the bucket is more evenly distributed, SL
Increases. Therefore, a larger SL value close to the numerical value of 1 is desirable.
The values of V1 and V2 are determined by processing the range data provided by the sensor system 50.
【００１５】 第２の基準は、図６に示す凹形状基準である。フロントエンドローダの熟練オ
ペレータは、堆積物７８から物が突出した場所を掘削する方を選び、引込んだエ
リアを避ける。このような戦略の結果、掘削がさらに効率的となる。何故なら、
フロントエンドローダ３０により加えられる力は、バケット８０の両側縁でなく
て、バケット８０の切削縁を対象とするからである。堆積物７８の周界が非常に
彎曲、即ち凹彎している場合、開始位置でのバケット８０内の掘削物の量は、堆
積物７８の周界が平坦であったか、または引込んでいた場合のものよりも多くな
る。図６に示すとおり、凹形状値Ｃは、簡単には最大バケット容量に対するバケ
ット８０内の掘削物の量の比率である。 バケット８０に捕えられた掘削物の量
がバケット８０に収容できる掘削物の最大量に近づくと、Ｃの値は１に近づく。The second criterion is a concave shape criterion shown in FIG. The skilled operator of the front end loader prefers to dig where the material protrudes from the pile 78 and avoids the retracted area. As a result of such a strategy, drilling becomes more efficient. Because,
This is because the force applied by the front end loader 30 is not directed to both side edges of the bucket 80 but to the cutting edge of the bucket 80. If the perimeter of the deposit 78 is very curved or concave, the amount of excavation in the bucket 80 at the starting position will be the same as if the perimeter of the deposit 78 was flat or retracted. More than one. As shown in FIG. 6, the concave shape value C is simply the ratio of the amount of excavated material in the bucket 80 to the maximum bucket capacity. When the amount of excavated matter trapped in the bucket 80 approaches the maximum amount of excavated matter that can be accommodated in the bucket 80, the value of C approaches one.
【００１６】 図７に示す第３の基準は、掘削された物を、積込容器８２に積込むためにフロ
ントエンドローダ３０が移動せねばならない距離を最小限に抑える開始位置を選
択する目的で使用される。代表的な場合にフロントエンドローダ３０は、バケッ
ト３２に載せた後、堆積物８４から彎曲状または弧状の経路８６に沿って、積込
容器８２から離れた所に後退する。次にフロントエンドローダ３０は、積込容器
８２に向けて一直線の経路８８に沿って移動する。この彎曲状の経路８６と、一
直線の経路８８とに沿った距離を計算する。また、或る関数、例えば図７に示す
関数を計算すれば、この軌道の質を定量化できる。堆積物８４と積込容器８２と
の間でフロントエンドローダ３０が移動すべき距離は、作業サイクルを完了する
のに必要な時間量に影響を及ぼす。図７に示す関数は、許容生産レベルに対しフ
ロントエンドローダ３０を移動させねばならない最大許容距離に関する情報を必
要とする。位置を表わすＬの値は、以下の等式により決定される。 Ｌ＝１−移動距離／最大許容距離 この等式でＬの最大値は、「移動距離」がゼロである場合に１となる。Ｌの最小
値は、「移動距離」が最大許容距離よりも長い場合で、ゼロに限られる。The third criterion shown in FIG. 7 is to select a starting position that minimizes the distance that the front end loader 30 has to travel to load excavated material into the loading bin 82. used. Typically, the front-end loader 30 retreats from the pile 84 along a curved or arcuate path 86 away from the loading container 82 after being placed on the bucket 32. Next, the front end loader 30 moves along the straight path 88 toward the loading container 82. The distance along the curved path 86 and the straight path 88 is calculated. The quality of the trajectory can be quantified by calculating a certain function, for example, the function shown in FIG. The distance that the front end loader 30 must travel between the deposit 84 and the loading bin 82 affects the amount of time required to complete a work cycle. The function shown in FIG. 7 requires information about the maximum allowable distance that the front end loader 30 has to move for the allowable production level. The value of L representing the position is determined by the following equation. L = 1−moving distance / maximum allowable distance In this equation, the maximum value of L is 1 when “moving distance” is zero. The minimum value of L is limited to zero when the “moving distance” is longer than the maximum allowable distance.
【００１７】 総合質評価は、次式のように、サイドローディング、凹形状、位置の定量値を
加えることで決定される。 質＝ＳＬ＋Ｃ＋Ｌ 図５、図６、図７に示すＳＬ、Ｃ、Ｌの関数において、「質」の値が大きくなる
程、さらに望ましい候補掘削を示し、その場合、３の数値が、最高の質を表わす
。より低い数値がより高い品質の候補を示す１セットの関数を含めて、候補掘削
の決定のために、他の関数と基準とを評価してもよい。図５、図６、図７に示す
関数は、好適な実施例に用いられる関数の例である。特定の実施例には、「質」
の公式が含まれる場合があり、この公式は、異なる方法でその基準に重みを加え
、いくつかの用途においてさらに重要となるファクタを強調する。さらに、候補
開始位置の質を評価するため、この基準の１つないし２つだけを使用する実施例
もある。The overall quality evaluation is determined by adding quantitative values of side loading, concave shape, and position as in the following equation. Quality = SL + C + L In the functions of SL, C, and L shown in FIGS. 5, 6, and 7, a larger value of “quality” indicates a more desirable candidate excavation. In this case, the numerical value of 3 is the highest quality. Represents Other functions and criteria may be evaluated to determine candidate excavations, including a set of functions where lower numbers indicate higher quality candidates. The functions shown in FIGS. 5, 6, and 7 are examples of functions used in the preferred embodiment. Certain examples include "quality"
May be included, which weights the criterion in different ways and emphasizes factors that are more important in some applications. Further, some embodiments use only one or two of the criteria to assess the quality of the candidate starting position.
【００１８】 評価すべき掘削候補の数を制限するのに役立つよう、本発明において、他の条
件を用いる場合もある。好適な実施例では、課せられる１つの追加条件は、図７
に示すとおりであり、フロントエンドローダ３０は、掘削エリアと積込容器８２
との間で、２つの線分８６、８８を持つ経路または軌道を移動できなければなら
ない。移動を２つの線分に限定していることから、それよりも多い線分を持つ経
路よりも生産性が高まることになる。課せられる他の条件は、フロントエンドロ
ーダ３０が、積込容器８２、堆積物８４またはその経路伝いの他の物体または掘
削物と衝突しないことである。Other conditions may be used in the present invention to help limit the number of drilling candidates to be evaluated. In a preferred embodiment, one additional condition imposed is that of FIG.
, The front end loader 30 is provided between the excavation area and the loading container 82.
Must be able to move along a path or trajectory having two line segments 86, 88. Since the movement is limited to two line segments, the productivity is higher than a route having more line segments. Another condition imposed is that the front end loader 30 does not collide with the loading bin 82, the deposit 84 or other objects or excavates along its path.
【００１９】 作業器具用の閉ループ・コントローラ６６は、操作可能なように、リンク機構
を通じてバケットに連結された油圧シリンダの動作を制御するコマンドを発生す
る。図８は、本発明と結合される閉ループ・コントローラ６６の一実施例のブロ
ック線図を示す。閉ループ・コントローラ６６は、リフトと傾斜用のシリンダ３
６、４４の各々の位置に対し、各々の位置信号を発生する変位センサ１１２、１
１４を含む。圧力センサ１１６、１１８は、リフト用と傾斜用のシリンダ３６、
４４と対応付けられる関連油圧に応答し、各々の圧力信号を発生する。マイクロ
プロセッサ１２０は、信号調節装置１２２を通じて位置信号と圧力信号を受取り
、かつ操作できるように、リフトと、傾斜用のシリンダ３６、４４に連結された
所定の制御弁１２４、１２６とを制御可能に駆動し、この作業サイクルを実行す
る。マイクロプロセッサ１２０は、掘削中にバケット３２を案内し、かついつ掘
削が完了するか決定すべく、圧力信号とシリンダ位置とを使用する。The work implement closed loop controller 66 operably generates commands to control the operation of a hydraulic cylinder coupled to the bucket through a linkage. FIG. 8 shows a block diagram of one embodiment of a closed loop controller 66 coupled with the present invention. The closed loop controller 66 includes the lift and tilt cylinder 3
6 and 44, the displacement sensors 112, 1 that generate respective position signals for each position.
14 inclusive. The pressure sensors 116 and 118 are provided for the lift and tilt cylinders 36,
Each pressure signal is generated in response to an associated oil pressure associated with 44. The microprocessor 120 controls the lift and predetermined control valves 124, 126 connected to the tilting cylinders 36, 44 to receive and operate the position and pressure signals through the signal conditioner 122. Drive and perform this work cycle. Microprocessor 120 uses the pressure signal and cylinder position to guide bucket 32 during drilling and to determine when drilling is complete.
【００２０】 土または他の掘削物の山を平らにならすため掘削位置を計画する本発明は、マ
ルチレベルの計画と実行の方式を伴う。土地マップの形式を取る土地の説明、バ
ケット３２への積荷の分配に基づく候補掘削の結果の評価関数、掘削量、作業サ
イクル中に移動する距離が与えられると、本発明は、掘削を開始する最適な位置
を決定する。この問題をマルチレベルで処理すると、異なる目的が達成される。
粗プランナ６０は、多数回の掘削サイクルにわたり性能を最適化しながら、均等
な掘削物除去を促進する。微細プランナ６２は、提案された開始位置の質を定量
化し、形態条件を満たし、かつ最適な方法で所望の結果を得る処置を選択する。The present invention for planning excavation locations to level a pile of soil or other excavation involves a multi-level planning and execution scheme. Given the description of the land in the form of a land map, the evaluation function of the result of the candidate excavation based on the distribution of the cargo to the bucket 32, the excavation amount, and the distance traveled during the work cycle, the present invention starts excavation. Determine the best position. Dealing with this problem at multiple levels achieves different objectives.
The coarse planner 60 facilitates even excavation removal while optimizing performance over multiple drilling cycles. The fine planner 62 quantifies the quality of the proposed starting position, selects a procedure that satisfies the morphological conditions and obtains the desired result in an optimal way.
【００２１】 図９は、フロントエンドローダを用いて得られた掘削結果を示す。ここでは、
本発明を使用して掘削を計画し、作業サイクルごとに開始位置を決定した。各グ
ラフは、土地１３０に対するバケット１３２の方位と共に、連続する掘削後の土
地１３０の外形も示している。本掘削プランナを用いれば、バケット１３２の縦
軸線が、土地１３０の外形に対して垂直となり、かつバケット１３２が、土地１
３０からの突出部の中心に置かれることになる。FIG. 9 shows excavation results obtained using the front end loader. here,
Drilling was planned using the present invention and the starting position was determined for each work cycle. Each graph also shows the orientation of the bucket 132 with respect to the land 130, as well as the outline of the land 130 after continuous excavation. When the present excavation planner is used, the vertical axis of the bucket 132 is perpendicular to the outer shape of the land 130, and the bucket 132 is
It will be centered on the protrusion from 30.
【００２２】 本発明の他の面、目的、利点は、図面、開示および添付クレームを検討するこ
とで明白になる。Other aspects, objects, and advantages of the invention will be apparent from a study of the drawings, the disclosure, and the appended claims.
【図１】 本発明に用いられるフロントエンドローダの一例の側面図である。FIG. 1 is a side view of an example of a front end loader used in the present invention.
【図２】 作業現場のうち掘削物を除去すべき領域を画成するために、粗プランナで評価
されるパラメータを示す、作業現場でのフロントエンドローダの上面図である。FIG. 2 is a top view of the front end loader at the work site, showing parameters evaluated by the coarse planner to define an area of the work site where excavates should be removed.
【図３】 本発明に関係のある構成要素の機能ブロック線図である。FIG. 3 is a functional block diagram of components related to the present invention.
【図４】 堆積物を除去するバケットの位置を画成するために、微細プランナで評価され
るパラメータを示す、作業現場でのフロントエンドローダの上面図である。FIG. 4 is a top view of the front end loader at the work site showing parameters evaluated by the fine planner to define the position of the bucket to remove the deposits.
【図５】 掘削領域を選択する評価基準の一例を示した説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of an evaluation criterion for selecting an excavation area.
【図６】 掘削領域を選択する評価基準の他の例を示した説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing another example of an evaluation criterion for selecting an excavation area.
【図７】 掘削領域を選択する評価基準の他の例を示した説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing another example of an evaluation criterion for selecting an excavation area.
【図８】 フロントエンドローダ用の制御システムのブロック線図を示した説明図である
。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a block diagram of a control system for a front end loader.
【図９】 本発明を用いる一連の掘削の結果の上面図を示した説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a top view of a result of a series of excavation using the present invention.
３０ フロントエンドローダ ３２、７４、８０、１３２ バケット ３４ リフトアームアッセンブリ ３８ リフトアーム枢軸ピン ４０ 制御ロッド ４２、４６ ブラケット ４４ バケット傾斜シリンダ ５０ センサシステム ５４、８２ 積込容器 ５６、７６、７８、８４ 堆積物 ５８ 掘削プランナ ６０ 粗プランナ ６２ 微細プランナ ６４ 評価装置 ６６ 閉ループコントローラ １１２、１１４ 変位センサ １１６、１１８ 圧力センサ １２０ マイクロプロセッサ １２２ 信号調節装置 １２４、１２６ 制御弁 30 Front end loader 32,74,80,132 Bucket 34 Lift arm assembly 38 Lift arm pivot pin 40 Control rod 42,46 Bracket 44 Bucket tilt cylinder 50 Sensor system 54,82 Loading container 56,76,78,84 Deposit 58 Drilling planner 60 Coarse planner 62 Fine planner 64 Evaluation device 66 Closed loop controller 112,114 Displacement sensor 116,118 Pressure sensor 120 Microprocessor 122 Signal controller 124,126 Control valve
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，Ｇ Ｈ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 2D003 AA01 AC04 BA02 BB12 CA02 DB04 DB05 FA02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE ), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SL, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR , BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP , KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, UZ, VN, YU, ZA, ZWF terms (reference) 2D003 AA01 AC04 BA02 BB12 CA02 DB04 DB05 FA02
Claims (18)
たフロントエンドローダとを用いる地ならし作業を計画する方法であって、 （ａ）少なくとも１つの掘削開始候補領域を決定する工程と、 （ｂ）少なくとも１つの性能基準を評価することで、少なくとも１つの候補位置
を使用して得られる結果の質レベルを決定する工程と、 （ｃ）提案された開始位置を使用して得られる掘削結果の質レベルに応じて、開
始位置を選択する工程と を含むことを特徴とする方法。1. A method for planning a leveling operation using a land map of an excavation area and a front-end loader having a work implement including a bucket, comprising: (a) determining at least one excavation start candidate area; (B) evaluating at least one performance criterion to determine a quality level of a result obtained using the at least one candidate location; and (c) obtaining a quality level using the proposed starting location. Selecting a starting position according to the quality level of the drilling result to be obtained.
を積込む積込容器までのエッジ点の距離を調べることで掘削領域の境界を決定す
る過程をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。2. The step (a) further comprises the step of determining an edge point of the excavation area and determining a boundary of the excavation area by checking a distance of the edge point to a loading container for loading the excavated object. The method of claim 1, comprising:
あるエッジ点で候補開始位置を決定する過程をさらに含むことを特徴とする請求
項２記載の方法。3. The method of claim 2, wherein step (a) further comprises determining a candidate starting position at an edge point within the determined distance along the excavation area.
あるそれぞれの開始位置のたびに、バケットの方位を決定する過程をさらに含む
ことを特徴とする請求項１記載の方法。4. The method of claim 1, wherein step (a) further comprises the step of determining the orientation of the bucket at each start position where the frontal corner of the bucket is in close proximity to the pile. the method of.
性能基準を評価する過程をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。5. The method of claim 1, wherein the step (b) comprises:
The method of claim 1, further comprising evaluating a performance criterion.
能基準を評価する過程をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。6. The method of claim 1, wherein step (b) further comprises evaluating other performance criteria, including a concave shape of the excavation at the candidate location.
経路を決定する工程（ｄ）をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。7. The method of claim 1, further comprising the step of: (d) determining a proposed path of travel between each candidate starting position and the loading bin.
離内にあるかどうか決定する過程をさらに含むことを特徴とする請求項７記載の
方法。8. The method of claim 7, wherein step (d) further comprises determining whether a distance along the proposed travel path is within a maximum allowable distance.
ドローダを操縦できるかどうか決定する過程をさらに含むことを特徴とする請求
項７記載の方法。9. The method of claim 7, wherein step (d) further comprises determining whether the front end loader can be steered along the proposed travel path.
た地ならし作業を計画する装置であって、 数値形式で表わされる掘削現場の土地マップと、 掘削を開始するためのバケットの少なくとも１つの候補位置を決定し、バケッ
トへの掘削物の分配を含め、少なくとも１つの性能基準を評価することで、少な
くとも１つの候補位置を使用して得られる結果の質レベルを決定し、かつその提
案された開始位置を使用して得られる掘削結果の質レベルに応じて開始位置を選
択するように作動するデータプロセッサと を備えることを特徴とする装置。10. An apparatus for planning a leveling operation using a work implement of a front-end loader, including a bucket, wherein a land map of an excavation site expressed in a numerical format and at least one of a bucket for starting excavation. Determining at least one candidate location and evaluating at least one performance criterion, including distribution of excavation to buckets, to determine a quality level of results obtained using the at least one candidate location; And a data processor operable to select the starting position in response to the quality level of the drilling result obtained using the determined starting position.
域のうち掘削された物を積込む積込容器にもっとも近いエッジ点を決定すべく作
動することを特徴とする請求項１０記載の装置。11. A data processor operative to determine an edge point of a digging area and an edge point of the digging area that is closest to a loading container for loading the digged object. The described device.
距離範囲内にあるエッジ点で、候補開始位置を決定すべく作動することを特徴と
する請求項１１記載の装置。12. The apparatus of claim 11, wherein the data processor is operative to determine a candidate start position at an edge point along the excavation area and within the determined distance.
置のたびに、データプロセッサが、バケットの縦軸線の方位を決定すべく作動す
ることを特徴とする請求項１０記載の装置。13. The data processor is operative to determine the orientation of the longitudinal axis of the bucket at each starting position where the front corner of the bucket comes in close proximity to the pile. Equipment.
を含め、他の性能基準を評価すべく作動することを特徴とする請求項１０記載の
装置。14. The apparatus of claim 10, wherein the data processor is operative to evaluate other performance criteria, including uniformity of excavation distribution to buckets.
、他の性能基準を評価すべく作動することを特徴とする請求項１０記載の装置。15. The apparatus of claim 10, wherein the data processor is operative to evaluate other performance criteria, including the excavation concave shape at the candidate location.
提案された移動経路を決定すべく作動することを特徴とする請求項１０記載の装
置。16. The apparatus of claim 10, wherein the data processor is operative to determine a proposed path of travel between each candidate starting position and the loading bin.
最大許容距離内にあるかどうか決定すべく作動することを特徴とする請求項１６
記載の装置。17. The data processor of claim 16, wherein the data processor is operative to determine whether a distance along the proposed travel path is within a maximum allowable distance.
The described device.
トエンドローダを操縦できるかどうか決定すべく作動することを特徴とする請求
項１６記載の装置。18. The apparatus of claim 16, wherein the data processor is operative to determine whether the front end loader can be steered along the proposed travel path.
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|---|---|---|---|
| US09/080,604 | 1998-05-18 | ||
| US09/080,604 US6167336A (en) | 1998-05-18 | 1998-05-18 | Method and apparatus for determining an excavation strategy for a front-end loader |
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|---|---|---|---|
| JP2000549816A Pending JP2002515559A (en) | 1998-05-18 | 1999-05-11 | Method and apparatus for determining a drilling strategy for a front-end loader |
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|---|---|
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| GB (1) | GB2351991B (en) |
| WO (1) | WO1999060220A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014526627A (en) * | 2011-09-23 | 2014-10-06 | ボルボ コンストラクション イクイップメント アーベー | Method for selecting attack posture of work machine with bucket |
| JP2020033836A (en) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | 株式会社小松製作所 | Control device and control method of work machine |
Families Citing this family (51)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6691010B1 (en) * | 2000-11-15 | 2004-02-10 | Caterpillar Inc | Method for developing an algorithm to efficiently control an autonomous excavating linkage |
| US6879899B2 (en) | 2002-12-12 | 2005-04-12 | Caterpillar Inc | Method and system for automatic bucket loading |
| AU2005282702B2 (en) * | 2004-09-01 | 2009-05-07 | Siemens Industry, Inc. | Autonomous loading shovel system |
| US7630793B2 (en) * | 2004-12-10 | 2009-12-08 | Caterpillar S.A.R.L. | Method of altering operation of work machine based on work tool performance footprint to maintain desired relationship between operational characteristics of work tool and work machine |
| US7555855B2 (en) * | 2005-03-31 | 2009-07-07 | Caterpillar Inc. | Automatic digging and loading system for a work machine |
| US7509198B2 (en) * | 2006-06-23 | 2009-03-24 | Caterpillar Inc. | System for automated excavation entry point selection |
| US20080077300A1 (en) * | 2006-09-26 | 2008-03-27 | Balogh Robert A | Method and apparatus for estimating landscape services |
| US7979181B2 (en) | 2006-10-19 | 2011-07-12 | Caterpillar Inc. | Velocity based control process for a machine digging cycle |
| US7694442B2 (en) * | 2006-11-30 | 2010-04-13 | Caterpillar Inc. | Recommending a machine repositioning distance in an excavating operation |
| US7634863B2 (en) * | 2006-11-30 | 2009-12-22 | Caterpillar Inc. | Repositioning assist for an excavating operation |
| US7753132B2 (en) * | 2006-11-30 | 2010-07-13 | Caterpillar Inc | Preparation for machine repositioning in an excavating operation |
| US7726048B2 (en) * | 2006-11-30 | 2010-06-01 | Caterpillar Inc. | Automated machine repositioning in an excavating operation |
| US8144245B2 (en) * | 2007-02-28 | 2012-03-27 | Caterpillar Inc. | Method of determining a machine operation using virtual imaging |
| US8229631B2 (en) * | 2007-08-09 | 2012-07-24 | Caterpillar Inc. | Wheel tractor scraper production optimization |
| US8351684B2 (en) * | 2008-02-13 | 2013-01-08 | Caterpillar Inc. | Terrain map updating system |
| BE1018564A4 (en) * | 2009-01-12 | 2011-03-01 | Dredging Int | METHOD AND DEVICE FOR DRIVING A MOBILE GROUND TREATMENT DEVICE |
| AU2012202213B2 (en) | 2011-04-14 | 2014-11-27 | Joy Global Surface Mining Inc | Swing automation for rope shovel |
| US8620533B2 (en) | 2011-08-30 | 2013-12-31 | Harnischfeger Technologies, Inc. | Systems, methods, and devices for controlling a movement of a dipper |
| US9206587B2 (en) | 2012-03-16 | 2015-12-08 | Harnischfeger Technologies, Inc. | Automated control of dipper swing for a shovel |
| JP5552523B2 (en) * | 2012-11-20 | 2014-07-16 | 株式会社小松製作所 | Work machine and method for measuring work amount of work machine |
| JP5529241B2 (en) * | 2012-11-20 | 2014-06-25 | 株式会社小松製作所 | Work machine and method for measuring work amount of work machine |
| US9142063B2 (en) * | 2013-02-15 | 2015-09-22 | Caterpillar Inc. | Positioning system utilizing enhanced perception-based localization |
| GB2527795B (en) * | 2014-07-02 | 2019-11-13 | Bamford Excavators Ltd | Automation of a material handling machine digging cycle |
| US9891605B2 (en) * | 2014-08-06 | 2018-02-13 | Caterpillar Inc. | Grade control cleanup pass using volume constraints |
| US9260837B1 (en) * | 2014-09-10 | 2016-02-16 | Caterpillar Inc. | Intelligent pass jump control |
| US9469967B2 (en) | 2014-09-12 | 2016-10-18 | Caterpillar Inc. | System and method for controlling the operation of a machine |
| US9605415B2 (en) | 2014-09-12 | 2017-03-28 | Caterpillar Inc. | System and method for monitoring a machine |
| US9760081B2 (en) | 2014-09-12 | 2017-09-12 | Caterpillar Inc. | System and method for optimizing a work implement path |
| US9360334B2 (en) | 2014-09-12 | 2016-06-07 | Caterpillar Inc. | System and method for setting an end location of a path |
| US9228321B1 (en) | 2014-09-12 | 2016-01-05 | Caterpillar Inc. | System and method for adjusting the operation of a machine |
| US9256227B1 (en) | 2014-09-12 | 2016-02-09 | Caterpillar Inc. | System and method for controlling the operation of a machine |
| US9388550B2 (en) | 2014-09-12 | 2016-07-12 | Caterpillar Inc. | System and method for controlling the operation of a machine |
| US10101723B2 (en) | 2014-09-12 | 2018-10-16 | Caterpillar Inc. | System and method for optimizing a work implement path |
| WO2015129932A1 (en) | 2015-03-25 | 2015-09-03 | 株式会社小松製作所 | Wheel loader |
| US10186004B2 (en) | 2015-05-20 | 2019-01-22 | Caterpillar Inc. | System and method for evaluating a material movement plan |
| US9803337B2 (en) | 2016-02-16 | 2017-10-31 | Caterpillar Inc. | System and method for in-pit crushing and conveying operations |
| JP6697955B2 (en) * | 2016-05-26 | 2020-05-27 | 株式会社クボタ | Work vehicles and time-based management systems applied to work vehicles |
| CN106125612B (en) | 2016-07-22 | 2019-03-12 | 厦门大学 | A kind of operation bucket number recognition methods and identification device for loading mechanical shovel and filling process |
| JP2018021345A (en) * | 2016-08-02 | 2018-02-08 | 株式会社小松製作所 | Work vehicle control system, control method, and work vehicle |
| JP2018021347A (en) * | 2016-08-02 | 2018-02-08 | 株式会社小松製作所 | Work vehicle control system, control method, and work vehicle |
| CA2978389A1 (en) | 2016-09-08 | 2018-03-08 | Harnischfeger Technologies, Inc. | System and method for semi-autonomous control of an industrial machine |
| US10552775B2 (en) | 2016-11-29 | 2020-02-04 | Caterpillar Inc. | System and method for optimizing a material moving operation |
| US11377820B2 (en) | 2016-12-15 | 2022-07-05 | Deere & Company | Automated work vehicle control system using potential fields |
| US10233616B2 (en) * | 2016-12-23 | 2019-03-19 | Caterpillar Inc. | Excavation utilizing dual hopper system |
| CA3050718C (en) | 2017-01-23 | 2021-04-27 | Built Robotics Inc. | Excavating earth from a dig site using an excavation vehicle |
| JP7103796B2 (en) * | 2018-01-31 | 2022-07-20 | 株式会社小松製作所 | Work machine |
| US10794039B2 (en) * | 2018-08-08 | 2020-10-06 | Caterpillar Inc. | System and method for controlling the operation of a machine |
| US10774506B2 (en) | 2018-09-28 | 2020-09-15 | Caterpillar Inc. | System and method for controlling the operation of a machine |
| JP7301875B2 (en) * | 2018-11-14 | 2023-07-03 | 住友重機械工業株式会社 | excavator, excavator controller |
| US11126188B2 (en) * | 2019-04-15 | 2021-09-21 | Caterpillar Inc. | System and method for maintaining a work surface at a worksite |
| CN112144592B (en) * | 2020-09-21 | 2022-05-06 | 江苏徐工工程机械研究院有限公司 | Intelligent shoveling control system and method for backhoe loader and backhoe loader |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0339525A (en) * | 1989-07-07 | 1991-02-20 | Fujita Corp | Unattended operation system for bulldozer |
| CA2125375C (en) * | 1994-06-07 | 1999-04-20 | Andrew Dasys | Tactile control for automated bucket loading |
| US5528843A (en) * | 1994-08-18 | 1996-06-25 | Caterpillar Inc. | Control system for automatically controlling a work implement of an earthworking machine to capture material |
| US5815826A (en) * | 1996-03-28 | 1998-09-29 | Caterpillar Inc. | Method for determining the productivity of an earth moving machines |
| US5854988A (en) * | 1996-06-05 | 1998-12-29 | Topcon Laser Systems, Inc. | Method for controlling an excavator |
| JPH1088625A (en) * | 1996-09-13 | 1998-04-07 | Komatsu Ltd | Automatic excavation machine and method, and automatic loading method |
| JPH10147953A (en) * | 1996-11-18 | 1998-06-02 | Komatsu Ltd | Dozing device for bulldozer |
| US5968103A (en) * | 1997-01-06 | 1999-10-19 | Caterpillar Inc. | System and method for automatic bucket loading using crowd factors |
| US5974352A (en) * | 1997-01-06 | 1999-10-26 | Caterpillar Inc. | System and method for automatic bucket loading using force vectors |
| JP3763638B2 (en) * | 1997-05-15 | 2006-04-05 | 株式会社小松製作所 | Bulldozer dosing device |
| US5944764A (en) * | 1997-06-23 | 1999-08-31 | Caterpillar Inc. | Method for monitoring the work cycle of earth moving machinery during material removal |
| US6076030A (en) * | 1998-10-14 | 2000-06-13 | Carnegie Mellon University | Learning system and method for optimizing control of autonomous earthmoving machinery |
| US5924493A (en) * | 1998-05-12 | 1999-07-20 | Caterpillar Inc. | Cycle planner for an earthmoving machine |
-
1998
- 1998-05-18 US US09/080,604 patent/US6167336A/en not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-05-11 GB GB0023148A patent/GB2351991B/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-05-11 AU AU39864/99A patent/AU749727B2/en not_active Expired
- 1999-05-11 WO PCT/US1999/010509 patent/WO1999060220A1/en active IP Right Grant
- 1999-05-11 JP JP2000549816A patent/JP2002515559A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014526627A (en) * | 2011-09-23 | 2014-10-06 | ボルボ コンストラクション イクイップメント アーベー | Method for selecting attack posture of work machine with bucket |
| JP2020033836A (en) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | 株式会社小松製作所 | Control device and control method of work machine |
| WO2020044845A1 (en) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | 株式会社小松製作所 | Control device and control method for work machine |
| JP7188941B2 (en) | 2018-08-31 | 2022-12-13 | 株式会社小松製作所 | Work machine control device and control method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| GB2351991A (en) | 2001-01-17 |
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